Eines der auffälligsten Merkmale des Universums ist seine enorme Größe. Der Vortrag behandelt den Aufbau unseres Sonnensystems, die neuen Zwergplaneten und die Entfernung zu den nächstgelegenen Sternen. Der Vortrag bewegt sich dann hinaus zu den Größenordnungen unserer Galaxie und des sichtbaren Universums.

In dieser Vorlesung werden verschiedene Ansätze zur Definition von Leben vorgestellt, ein notwendiger Schritt, wenn wir nach Leben suchen wollen. Anschließend stellen wir die Grundbausteine der Biochemie vor. Ein möglicher Weg, Leben nachzuweisen, sind seine Nebenprodukte wie Methan. Wir diskutieren die Bemühungen, Leben auf dem Mars zu finden.

Diese Vorlesung verwendet die Energiebilanz, um die effektive Temperatur von Planeten zu bestimmen. Die Vorlesung führt in das Konzept der Temperatur, des Spektrums des Schwarzen Körpers und der Leuchtkraft ein. Anschließend berechnen wir die Lage der bewohnbaren Zone, also den Entfernungsbereich, in dem Planeten wahrscheinlich flüssiges Wasser haben.

Die Temperaturen auf der Erde hängen von der Albedo des Planeten (seinem Reflexionsvermögen) und der Transparenz seiner Atmosphäre ab. Dieser Vortrag führt in die grundlegenden physikalischen Zusammenhänge der globalen Erwärmung ein, erörtert, wie nichtlineare Rückkopplungen die Auswirkungen verschärfen können, und beschreibt, wie Schwankungen in der Albedo der Erde (meist aufgrund von Schnee) zu "Schneeball-Episoden" führen können, also zu längeren Epochen, in denen die Erde größtenteils mit Eis bedeckt war.

Diese Vorlesung beginnt mit einer Einführung in die grundlegende Physik von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Anschließend wird beschrieben, wie das Gleichgewicht zwischen Gasdruck und Schwerkraft die Struktur von Planetenatmosphären prägt.

Dieser Vortrag behandelt einige der bemerkenswerten Eigenschaften der beiden innersten Planeten, Merkur und Venus. Wir besprechen, wie Merkur, ein sehr heißer Planet, an seinen Polen Eis haben kann. Wir beschreiben sein erstaunlich starkes Magnetfeld. Wir erörtern die Struktur der Venusatmosphäre und wie ein "unkontrollierbarer Treibhauseffekt" ihre Oberfläche unbewohnbar gemacht hat.

Der Mars ist möglicherweise der andere Planet im Sonnensystem, der Leben beherbergt. Dieser Vortrag stellt die grundlegenden Eigenschaften des Mars, die Marsatmosphäre und seine Jahreszeiten vor. Wir besprechen die Erforschung des Mars, die Suche nach Wasser und Methan auf dem Mars und mögliche Spuren von Leben. Jahreszeiten.

Wenn wir die Eigenschaften des Mondes untersuchen, erfahren wir nicht nur etwas über seine Geschichte, sondern auch über die Entstehungsgeschichte der Erde. In dieser Vorlesung werden die Physik der Krater und die Gezeitenwechselwirkungen zwischen der Erde und dem Mond erörtert. Anschließend wenden wir die Physik der Gezeiten an, um zu sehen, wie sie die Eigenschaften von Planeten um M-Sterne beeinflusst.

Dieser Vortrag beginnt mit einer Diskussion über Kometen und Asteroiden, Überbleibsel der Entstehung unseres Sonnensystems. Wir besprechen, wie die Kollisionen von Kometen und Asteroiden mit der Erde deren Geschichte geprägt haben. Die Vorlesung befasst sich dann mit den Monden von Jupiter und Saturn - diese Monde haben komplexe Geologien und Atmosphären. Einige der Monde könnten möglicherweise von Lebensformen bewohnbar sein.

Dieser Vortrag zeigt, wie das Keplersche Gesetz, die Beziehung zwischen der Periode eines Planeten und dem Radius seiner Umlaufbahn, mit Hilfe der Physik der Schwerkraft verstanden werden kann. Anschließend sehen wir, wie wir die Beobachtungen der Bewegungen von Sternen (und das Keplersche Gesetz) nutzen können, um extrasolare Planeten aufzuspüren und ihre grundlegenden Eigenschaften zu bestimmen.

Transite sind seit über 400 Jahren ein wichtiges Ereignis für die Astronomie. Dieser Vortrag beschreibt den Transit der Venus und wie er zur Messung der Größe unseres Sonnensystems genutzt wurde. In diesem Vortrag wird dann erörtert, wie die Kepler-Mission der NASA Planetentransite beobachtet und wie ihre Beobachtungen unser Verständnis der Eigenschaften extrasolarer Planetensysteme geprägt haben.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie besagt, dass Masse den Raum krümmt und das Licht ablenkt. Die Beobachtung der Lichtablenkung kann uns also Aufschluss über die Verteilung der Masse geben. Microlensing-Beobachtungen nutzen diesen Effekt, um Planeten um entfernte Sterne zu entdecken. Wir erörtern, wie diese Beobachtungen uns gezeigt haben, dass Planeten genauso häufig vorkommen wie Sterne und dass es "verwaiste Planeten" gibt, also Planeten, die von ihren Sonnen ausgestoßen wurden und nun in der Galaxie umherwandern.

Sterne sind bemerkenswert einfache Objekte: ihre Masse und ihr Alter bestimmen die grundlegenden Eigenschaften. In dieser Vorlesung wird erörtert, wie wir die Entfernung und Leuchtkraft von Sternen bestimmen und wie dies mit der Größe und Temperatur des Sterns zusammenhängt.

Wie Planeten wird auch die Struktur von Sternen durch das Gleichgewicht zwischen Schwerkraft und Druck geformt. Die Kernfusion, die Energiequelle im Inneren des Sterns, wandelt Wasserstoff in schwerere Elemente um. Dieser Vortrag führt in diese Konzepte ein und zeigt, wie die Kernfusion die Entwicklung von Sternen vorantreibt.

In dieser Vorlesung wird das Pauli-Ausschlussprinzip vorgestellt, das besagt, dass sich in jedem Zustand nur ein Elektron befinden kann. Wir nutzen dieses Prinzip, um die Eigenschaften von Materialien und die atomaren Linien in der Struktur von Planeten und Sternen zu verstehen.

Dieser Vortrag führt in die Grundlagen der Optik ein, erklärt die Funktionsweise von Linsen und Teleskopen und geht dann auf die Herausforderungen bei der Abbildung von Planeten um helle Sterne ein.

Dieser Vortrag behandelt die Physik der Stern- und Planetenbildung. Aufgrund der Erhaltung des Drehimpulses bilden kollabierende Gaswolken Scheiben, die dann fragmentieren und schließlich Planeten bilden. Wir beobachten eine enorme Vielfalt an Planetensystemen, was bedeutet, dass Planeten, im Gegensatz zu Sternen, eine viel größere Bandbreite an Eigenschaften haben.

In diesem Vortrag geht es um die Bausteine des Lebens. Wir konzentrieren uns zunächst auf die Bedeutung von Wasser als Medium für das Leben und diskutieren dann, wie Aminosäuren die Bausteine komplexer Proteine sind. Anschließend besprechen wir die Rolle von RNA und DNA bei der Reproduktion und der Proteinsynthese.

Dieser Vortrag beschreibt unsere Bemühungen, den Ursprung des Lebens auf der Erde zu verstehen. Es ist zwar relativ einfach, Aminosäuren zu synthetisieren, aber wir verstehen noch nicht, wie diese Bausteine zu komplexen Zellen zusammengesetzt werden. Der Vortrag endet mit einer Erkundung der Spekulation, dass das Leben außerhalb der Erde entstanden ist.

Die Grundprinzipien der Evolution (Selektion, Mutation und Vererbbarkeit) hängen nicht von den Details der Biochemie ab. Daher können wir davon ausgehen, dass die Prinzipien der Evolution auch für extrasolares Leben gelten. Wir erörtern die Rolle des Geschlechts in der Evolution und diskutieren, wie wir den Baum des Lebens nutzen können, um die Ursprünge des Lebens zu untersuchen.

Extremophile sind Lebensformen, die in extremen Umgebungen gedeihen - in Regionen mit sehr hohen (oder niedrigen) Temperaturen, Säuregehalt und sogar starker Radioaktivität. Der Vortrag beschreibt einige dieser faszinierenden Lebensformen, darunter die Bakterienmatten von Yellowstone und Deinococcus Radiodurans, das zäheste Lebewesen der Erde. Diese extremophilen Lebewesen beeinflussen unser Verständnis der Astrobiologie.

In der Geschichte der Erde hat es mindestens 5 Massenaussterben gegeben. Diese Massenaussterben waren Ereignisse, die den größten Teil des Lebens auf dem Planeten auslöschten und einen großen Teil aller Lebensformen in sehr kurzer Zeit zum Aussterben brachten. Das berühmteste dieser Aussterbeereignisse "tötete" die Dinosaurier, als ein Asteroid in Yucatan einschlug. Wir befinden uns mitten im sechsten Aussterben, das auf die vom Menschen verursachten Veränderungen der Umwelt zurückzuführen ist.

In diesem Vortrag werden einige der Voraussetzungen für die Bewohnbarkeit erörtert. Wir erörtern das Problem der schwachen Sonne - die alte Sonne war viel kälter und dennoch war die Erde bewohnbar - und diskutieren die Bandbreite der Planetensysteme, die Leben beherbergen könnten. Abschließend beschreiben wir die Pläne, das James Webb Weltraumteleskop, den Nachfolger des Hubble-Teleskops, für die Suche nach Anzeichen von Leben einzusetzen.

Der letzte Vortrag befasst sich mit der Suche nach technologisch fortgeschrittenem Leben in der Galaxis. Wir beschreiben das "Fermi-Paradoxon": Wenn technologisch fortgeschrittenes Leben weit verbreitet ist, dann hätte es sich schon vor langer Zeit in der Galaxis ausgebreitet. Wir hätten also erwarten können, dass wir bereits auf Leben gestoßen sind. Der Vortrag endet mit der Überlegung "Warum sind sie nicht hier?"